【中國青年網】“航天人”曹佳:“智造”衛星、雷達的中國心髒

發布者:孫威發布時間:2019-02-28浏覽次數:2265

  

曹佳:用實際行動為中國夢貢獻青春智慧。視頻剪輯:綦智鵬  

  2019-02-28 07:36   來源:中國青年網

  

曹佳,男,江蘇東海人,中共黨員,beat365正版唯一射頻與光電集成電路研究所電路與系統專業2009級碩士研究生,2011級博士研究生,導師李智群教授,博士畢業論文“基于CMOS工藝的微波毫米波集成電路關鍵技術研究”。2014年6月博士畢業後,曹佳加入中國航天科工集團第二研究院第23研究所。

  

   “‘如果有一些年輕人,願意花他寶貴的青春時間來投入在這件事情(雷達芯片)上,我們23所花幾千萬又算什麼呢?’這句話我記了很多年,現在想起來眼睛都是濕潤的。我總被别人說,情懷太重了。”

     “你的情懷是什麼?”

    “是希望能設計出有影響力的産品,能為中國航天科工事業帶來哪怕是細微的幫助、支撐和進步。我希望我們的技術,不隻是後備,更能站到前台。”

——中國航天科工二院23所曹佳

    “就照着這個說?”

    曹佳翻開本子,他早就把記者的采訪提綱進行了溫習和整理,在工作簿上打好底稿。果然是“工科男”的思維,他的叙事風格是用标标正正的樹狀圖來代替長篇累牍的文字,每個問題或故事都能在其中找到精要答案。

    但有時也不全是。比如你要問他:“這個型号芯片的大概産量?”“數據的精準度是多少?”,他極有可能眯眼一笑不好意思地婉拒你:“這個數字我沒辦法估算,不準确的我們也不能說!”。再比如,你突然打斷他的思路插進一個超綱問題,他會重新思量,“我想想,組織下語言。”

   不随意,是曹佳的工作習慣。作為中國航天科工二院23所片上系統實驗室副總工程師、“雷達芯”青年創新工作室負責人,在曹佳的工作日志裡,沒有模糊的量詞、沒有不經過實驗論證的答案、沒有出現第一人稱的項目書。

    職業賦予他超脫的客觀、冷靜、嚴謹和踏實。畢竟,他的責任與使命是——為國家衛星和雷達設計強有力的“中國心髒”。

    中國航天科工二院23所片上系統實驗室副總工程師、“雷達芯”青年創新工作室負責人曹佳。中國青年網記者 劉尚君

    虹雲工程是中國航天科工集團商業航天重大工程之一,緻力于構建一個星載寬帶全球移動互聯網絡,23所在虹雲工程中承擔了最重要的低軌通信衛星主載荷通信載荷研制工作。

    通信載荷是衛星的核心部分,實現了低軌通信衛星系統的通信功能。虹雲工程的通信載荷是集團首個低軌通信載荷,這也是全國首次将毫米波同時多波束相控陣應用低軌通信衛星上。

    要實現虹雲工程系統低成本、高效率和自主知識産權,芯片是一項重要内容。“尤其是毫米波線性功放芯片的技術研發一直是國内難以突破的瓶頸問題。”曹佳解釋,在空間應用中,系統隻能采用熱傳導方式進行散熱,對芯片效率的要求十分苛刻,“它處于系統的發射末級,直接影響系統的散熱和供電。”

    2014年,虹雲工程正式啟動。曹佳和同事們組成課題研究小組專門對微波芯片進行技術攻關,提高功放芯片的效率,降低芯片的發熱量。

    在無任何經驗借鑒的困境中,陳舊的設計思路要推翻重來。團隊曆經多半年的時間,完成了技術調研、電路設計、實物仿真等芯片功能與性能的開發。之後,他們迎來了實驗的關鍵——創新産品工程化應用的可靠性驗證,這對芯片在太空中能否穩定工作有着極為重要的意義。

中國航天科工二院23所片上系統實驗室副總工程師、“雷達芯”青年創新工作室負責人曹佳。中國青年網記者 劉尚君

    “芯片有時在樣品階段看不出問題,但是如果将它置于極冷極熱或者更複雜的條件下,它會出現在實際應用系統中不能接受的現象和誤差。”問題出現的原因很多,第一次實驗,曹佳滿懷期待地将一顆芯片放入試驗台,還沒等操作,芯片被燒毀了。

    為此,團隊對問題進行反複分析和排查,從頭到尾對芯片進行全面體檢與優化。一輪改進後毫無頭緒,曹佳需要擴大搜索範圍,考慮更多的外在環境。結果沒想到,讓芯片“自燃”的罪魁禍首居然是“活躍”在日常生活中的——靜電,“芯片的電壓是小于50伏,靜電的電壓是2000伏,操作沒注意芯片裝在盒子裡就壞掉了。”

    經過兩年三輪的技術疊代,曹佳和同事們的研制就取得顯著成果,最終研制出的芯片技術指标達到了國内領先水平,完全滿足工程需求。

    科研之路并非坦途。不管團隊走得多快,冒險到多遠,他們的頭頂是天花闆,四周總有阻擋的牆壁。即便身經百戰,曹佳仍不太喜歡這種挑戰,這意味着每接下一個項目,都要做好打持久戰的準備,要破釜沉舟、背水一戰。

“雷達芯”青年創新工作室。中國青年網記者 劉尚君

     好在,這不是一個人的鬥争,而是一群人的奮鬥。

   雷達被稱為“祖國的眼睛”,“雷達芯”青年創新工作室所從事的芯片設計工作,打造的是雷達的“心髒”,這對整個系統可謂重中之重。

    曹佳是“雷達芯”青年創新工作室的責任人。自2014年青創室成立以來,他帶領團隊始終堅持自主研發,在核心基礎芯片領域提前布局,通過雷達整機與芯片的有機結合,研發多款芯片,實現芯片的産業化。

    半導體行業投資成本高、回報周期慢的特征,讓團隊在成立之初飽受争議。為此,所裡專門為是否繼續下大力度投入新專業召開讨論會。團隊是就地解散還是繼續存活?正面臨着嚴峻的生死定奪。

    曹佳是激進派選手。他作為代表上台發言,直接抛出“我們必須做芯片”的觀點,“23所這樣一個大所,不可能在别人的技術基礎上建摩天大樓。”一石激起千層浪,他的觀點在會上引發了鮮明讨論,有人“踩刹車”認為芯片可以采購,有人“加油門”鼓勵發展新專業。

   突然,有一個聲音出現了,“如果有一些年輕人願意花他寶貴的青春時間來投入在這件事情上,我們23所花幾千萬又算什麼呢?”說話的人正是所長胡慶榮。就像迷失在巨浪滔天的海中有人為你點亮了一盞燈塔,告訴你那就是方向,曹佳的心裡“轟”地陡增一股暖流,“這句話我記了很多年,現在想起來眼睛都是濕潤的。我總被别人說,情懷太重了。”

    “你的情懷是什麼?”記者追問到。

  “是希望能設計出有影響力的産品,能為中國航天科工事業帶來哪怕是細微的幫助、支撐和進步。我希望我們的技術,不隻是後備,更能站到前台。”

曹佳和同事們。中國青年網記者 劉尚君攝

    團隊拿到了“雷達芯片”創新研發的通行證,但還是要面對很多質疑的目光。審視無處不在。曹佳需要更加全力以赴地帶領團隊早日做出成果,他喜歡把這個過程比喻為“體制内創業”。

    團隊曾走過一些彎路,其中一個誤區就是創新理念過于超前。“技術到位,但不适合當前大批量應用,解決不了雷達的實際應用,就沒有産值。”曹佳再次對工藝路線進行調研和論證,解決創新成果落地,将新工藝定位為3年後市場的主攻方向,保障創新的持續穩定進步。

    芯片研究瞄準的是工程應用,除了前期設計問題,還有許多問題需要考慮。在與高校、資深研究所和科研機構的一次較量中,他們一路過關斬将,拿下了預研項目盲審第一的好成績。但在會審階段,“芯片的工藝、檢驗、質量可靠性、管控、實驗細則及後期經費應用等問題該如何解決?”現場專家把他們問得啞口無言。

  後期應用不能成為短闆。曹佳将評審項目時專家提出的問題逐條列出來,和團隊反複翻閱上千頁的标準文件,熟知應用在生産、安裝環節所需要的每一個規範,并逐條修改自己的方案。會審當天淩晨五點半,隊員郝迦琛哼着歌,抱着一大摞材料從文印室走了出來,曹佳瞥了一眼他的加班記錄表,12個小時。

   “我們有很多理想情懷,想法可以天馬行空,但是行動上要像牦牛一樣一步步走。”如今,“雷達芯”青創室在自主研發的道路上邁出堅實的“一小步”,曹佳認為幸運的是,不管是遭遇寒冬和偏見,都有志同道合的夥伴一起抱團取暖、匍匐前進。

    在情感上,曹佳是個比較“節制”的人,但也有繃不住的時候。一次試驗過後,同事們依稀散去,他半躺在實驗室的椅子上,腦子像過電影一樣快閃過很多場景,突然紅了眼睛,流淚了。(中國青年網記者 劉尚君)

 

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